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看不见的彩虹：人体的耗散结构 [:1700722397]
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第七章 科学中的“新大陆”：耗散结构
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哥伦布跪吻土地，感谢上帝。然后，海军大将站起来，宣布发现了到印度的新航线。
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人人都知道发现新大陆的重要性。没有这一重要的发现，也就没有美国，没有加拿大，没有墨西哥，没有巴西，也没有阿根廷……因为它们不在欧洲，不在亚洲，也不在非洲。它们并不在这些古老的大陆上，而是在当时还不知道的“新大陆”上。
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同样地，如果科学家没有发现“耗散结构”这一种新的结构，也就不可能找到与经络系统“功能”有一些对应关系的独特“结构”。
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到处都可以看到“耗散结构”
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虽然“耗散结构”（dissipative structure）这个名词很新，并带着很重的学究味，但其实早在科学家发明“耗散结构”这个名词之前，我们就看到过这种“结构”，并且还几乎是天天看到（图7-1）。
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图7-1三种常见的“耗散结构”：瀑布、龙卷风、火焰
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例如，瀑布就是典型的“耗散结构”。瀑布是一种动态结构，它只有当高水位的水不停地供应时才能存在，一旦高水位的水流停止，瀑布也就消失。瀑布这种结构存在的先决条件就是不停地耗能，所以称为“耗散结构”。
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蜡烛上的火焰也是典型的“耗散结构”，因为也只有不停地耗能，火焰才能存在，一旦能量供应停止，火焰也就马上消失。
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天然的泉水、人工的喷泉、河中的旋涡、龙卷风以及天上美丽的卷云都是“耗散结构”。转瞬即逝的闪电也是“耗散结构”。闪电耗能太快，所以寿命也短。
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与“耗散结构”相对的是“静态结构”（static structure）。“静态结构”当然包括那些不会运动的房子、山脉等，但也包括那些跑得很快的汽车、火车、飞机、火箭等等。因为汽车、火车、飞机、火箭等也与房子、山脉等一样，在没有能量供应时也不会自动消失，并且在封闭环境中反而保存得更好。
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这里，我们可以注意到，“耗散结构”根本就不能放在一个封闭的环境中。不论是瀑布、火焰、泉水、喷泉、旋涡、龙卷风，还是闪电，都不能在封闭的环境中存在，一旦环境封闭，这种结构马上就会消失。
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所以，“耗散结构”是一种活的结构，而“静态结构”则是一种死的结构。尽管这种活结构就在我们的眼皮下，天天可以看到，但科学家们却花了整整一百年的时间，才清楚地、理性地认识到它。这中间凝结了好几代科学家的心血。
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美丽的“永动机”之梦
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“耗散结构”的发现可追溯到工业革命的初期。那时，人们还不知道能量守恒定律。所以，许多发明家就想造出一种机器，不需要能量，但却能不停地工作，并称这种机器为“永动机”（perpetual motion）。那时，发明“永动机”还真是一种潮流，人们提出了上千种不同的设计方案。现在，发明“永动机”已远不像当年那么时髦了，但是美国专利局每年还是能收到几份“永动机”的专利申请。
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当然，多数“永动机”的发明人都是聪明人，他们所提出的设计方案也都是聪明透顶的。看着设计图，您就会相信，这台机器一定会永远转下去。可惜，就是没有一台机器真的会这样不花能量并永远地转。经过了上百年无数次的失败，科学家终于总结出了“能量守恒定律”。至今为止，人们还找不出违背能量守恒定律的例子。
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寻找“第二类永动机”
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认识到了能量守恒定律之后，许多发明家放弃了对不耗能“第一类永动机”的寻找，转而寻找“第二类永动机”。所谓“第二类永动机”并不违背能量守恒定律，只是利用低能区的能量，而不利用高能区的能量。
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例如，如果我们能让全世界的海水温度降低0.5℃，那么所得到的能量就足够让全世界的机器运行3000年。这样，也就是造出了事实上的永动机。
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可惜，就是这种“第二类永动机”也行不通。通过无数次的失败，科学家又总结出了另一条非常重要的物理定律，即“热力学第二定律”。
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“热力学第二定律”有好几种不同的表达。
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最容易理解的“热力学第二定律”表达为：“热不能自动地从低温热源流向高温热源而不耗能。”这就如同我们把两杯50℃的水放在一个盒子内，会不会有这样一天，当我们打开盒盖时，发现一杯水正在沸腾，而另一杯正在结冰。请注意，这种情况下并不违背“能量守恒定律”，但也是不可能实现的。这就是“热力学第二定律”。
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最学究气的“热力学第二定律”表达为：“在一个封闭系统中，熵值恒增。”这儿涉及两个重要的概念。
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